2219铝合金铸锭均匀化热处理工艺

通过对常规铸造与超声铸造2219铝合金铸锭进行分级均匀化处理,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法分析对比了其铸态与均匀化态的成分及显微组织。结果表明：超声铸造工艺的采用可以显著降低铝熔体枝晶和成分偏析程度,并达到细化晶粒的效果;由于铸造组织晶界处存在Al2Cu非平衡相的偏聚,导致合金元素Cu、Mn、Fe在组织内分布不均匀。经455 ℃×20 h+530 ℃×20 h均匀化处理后,2219铝合金组织中的非平衡相（Al2Cu）逐渐溶解,但是合金中难溶AlCuMn、AlCuMnFe相的含量基本没有变化;且超声铸锭均匀化程度更高。     

9 m级2219铝合金整体环组织特性及性能分析

对9 m级2219铝合金整体环的组织特性及力学性能进行了全面分析,分析结果表明,9 m级2219铝合金整体环的力学性能均达到了美国宇航标准AMS 4144F的要求,但需要改善显微组织结构和析出相分布状态,进一步提升整体环综合性能。经锻造开坯后,铸锭中网状Al2Cu相得到了很大程度的破碎,锻后晶粒尺寸为100~200μm,环轧变形后,晶粒沿环向被拉长,晶粒尺寸为200~400μm,在轧制变形过程中晶粒产生了粗化;在拉伸变形过程中硬脆Al2Cu相容易割裂基体从而产生裂纹源,是导致材料径向和轴向伸长率偏低的主要因素。     

轧制工艺对7050铝合金显微组织和力学性能的影响

研究了轧制变形量和轧制温度对7050铝合金显微组织和力学性能的影响.当轧制变形量为30%时,轧制样品中大部分晶粒还基本保持铸态的枝晶形状;当变形量在70%以上时,铸态组织完全消失,并出现再结晶晶粒和亚晶组织.能谱结果表明,轧制样品中粗大的第二相为Al7Cu2Fe和Al2CuMg,AI7Cu2Fe相不溶于基体且呈链状分布,而Al2CuMg相部分溶于基体且呈球状分布.变形量为70%和90%样品的再结晶晶粒分数分别为1.25%和12.4%.变形量为70%样品的强度和硬度最高.当轧制温度为300℃时.时效后的样品中出现较多的再结晶晶粒;轧制温度升至430℃时,材料流变性变好.并且在轧制过程中更容易发生动态回复,使储存的变形能减少.再结晶晶粒明显减少,强度和硬度也达到最高.     

半固态5083铝合金压缩变形行为及组织特性

采用Gleeble 3500热模拟试验机,分别对铸态和SIMA法制备的半固态5083铝合金压缩变形行为进行了研究,并结合压缩后的宏观形貌和显微组织对液相的流动规律进行了分析。结果表明,变形温度和应变速率是影响5083铝合金半固态坯料热压缩变形的两个重要参数;在半固态温度区间压缩变形时,铸态坯料整体应力水平明显高于SIMA法制备的半固态坯料;而在固态温度区间内高温压缩变形时,二者流变应力曲线特征相似,半固态坯料没有明显优势;两种不同状态5083铝合金固液两相区压缩变形时,存在3个典型变形区域,半固态组织中液相均匀分布于晶粒晶界处,而铸态组织中液相分布位置极不均匀,半固态5083铝合金压缩变形后试样的致密度和均匀性优于铸态材料。     

稀土Nd对AZ31变形镁合金组织与性能的影响

研究在AZ31B变形镁合金中添加稀土Nd对AZ31B合金铸态和热轧退火态性能及组织的影响。结果表明:在AZ31B变形镁合金中添加Nd后,合金的铸态和热轧退火态的室温抗拉强度和伸长率均降低;加入的Nd与Al形成Al2Nd相,Nd还可以与Al和Mn形成Al-Nd-Mn化合物,剩余的Al还可以和Mg形成Mg17Al12相。含Al和Mn的金属间化合物削弱元素Al、Mn对镁合金的晶粒细化作用导致晶粒粗大,进而降低铸态AZ31B合金性能;热稳定性好的粗大第二相的出现也是导致合金铸态性能降低的原因,增大变形量使第二相得到充分破碎,会使板材力学性能得到改善。     

铝合金锻造开坯变形均匀性数值模拟与实验验证北大核心CSCD

锻造开坯变形均匀性是影响锻件质量的重要因素。以2A14铝合金为研究对象,利用Deform-3D有限元软件对锻坯应变场进行模拟,通过引入平均等效应变ε_(ave)、变形均匀系数a,结合晶粒形貌观察和拉伸力学性能测试,对“单向镦粗”和“多向镦粗”两种锻造开坯工艺的变形均匀性进行定量和定性分析。研究结果表明:“多向镦粗”锻造开坯工艺的变形均匀性较“单向镦粗”锻造开坯工艺好,且锻造累积应变量越大,变形均匀性越好,力学性能各向异性越弱。2A14铝合金在多向镦粗锻造开坯过程中,随着累积应变量的增加,晶粒细化机制由晶粒破碎机制逐渐转变为连续动态再结晶机制。     

热轧工艺对2219铝合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)以及拉伸试验等分析方法,研究不同轧制变形量及不同轧制温度对2219铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:热轧温度从400℃升高到420℃时,2219铝合金再结晶充分,晶粒尺寸较小,为近等轴状晶,强塑性达到峰值;当轧制变形量从20%增加到60%时,原枝晶组织完全被消除,晶粒和第二相沿轧制方向破碎细化,强度与塑性也随之增至最高值,当变形量继续增大到80%时,在轧制过程中储存的大量变形能在热处理后释放,促使再结晶晶粒发生粗化。通过能谱分析,轧制样品中第二相是Al2Cu,部分Al2Cu相溶于基体中并且呈链状分布。     

变形温度对2219铝合金组织和力学性能的影响

通过室温力学性能测试、OM、SEM等,研究了四镦三拔多向锻造的变形温度(300~510℃)对2219铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着变形温度的升高,2219铝合金多向锻造后及T6热处理后的粗大残余结晶相含量逐渐减少,分布更均匀,变形温度由300℃升高至510℃时,多向锻造后粗大残余结晶相所占面积分数由6.96%降低至4.59%。锻件抗拉强度和伸长率随变形温度升高而提高,在510℃高温四镦三拔多向锻造下合金综合性能达到最优,抗拉强度和伸长率分别为392.3 MPa和7.3%。     

内置电磁熔体处理对大规格2219铝合金铸锭组织的影响

针对传统大规格2219铝合金铸锭存在的组织粗大不均,宏观偏析严重及第二相粗大等问题,采用内置电磁熔体处理半连续铸造方法制备了?630 mm 2219铝合金铸锭,通过光学显微镜、光谱仪、SEM等测试方法对铸锭进行了凝固组织与成分检测,研究了内置电磁熔体处理对大规格2219铝合金铸锭凝固组织细化的影响,揭示了溶质元素的分布规律。结果表明,相比普通半连续铸造,使用内置电磁熔体处理法制备的铸锭沿径向上晶粒细小,平均晶粒尺寸在200～300μm之间,组织整体上分布均匀,金属间化合物尺寸明显细化,晶间第二相呈断续网格状分布,Cu分布更均匀。     

快速变形法细化TiAl晶粒

探讨了快速变形法细化钛铝合金晶粒。铸态ＴｉＡｌ合金不仅晶粒粗大而且成分偏析严重，通过对其进行第一次快速锻造变形及热处理后，绝大部分粗大晶粒可以得到细化，但仍残留少量粗大晶粒。随后再继续对其施以第二次快速锻造变形及热处理，使残存的粗大晶粒全部得到细化。经过晶粒细化，ＴｉＡｌ合金具有理想的力学性能     

GH4169合金涡轮盘热模锻中晶粒尺寸演变的数值模拟与分析

针对GH4169合金涡轮盘热模锻中易出现粗晶、混晶等显微组织缺陷,通过热模拟压缩实验和热变形后热处理实验,研究分析了GH4169合金在热变形和后续热处理中的显微组织演变规律,并建立了晶粒尺寸演变模型。实验结果表明:GH4169合金在热变形中的主要显微组织演变机制为动态再结晶,热变形后热处理中的主要显微组织演变机制为晶粒长大和孪晶生成。将晶粒尺寸演变模型与有限元结合,对某GH4169合金涡轮盘热模锻中的晶粒尺寸演变进行了预测分析,预测结果与实际结果一致。     

搅拌摩擦加工铸态铝铁合金的显微组织

采用普通熔铸法制备含铁3%(质量分数)的铝铁二元合金,研究多道次往复搅拌摩擦加工(Friction stir processing,FSP)对合金显微组织的影响。结果表明:进行1~3道次往复FSP后,各道次加工区组织不均匀;随着加工道次的增加,组织均匀细化程度增大。合金铸态组织由α-Al和粗大针状Al3Fe相组成,经3道次FSP后,搅拌区组织明显细化。原始铸态组织转变为细小等轴的再结晶晶粒,尺寸为2~5μm,并且部分晶粒中出现层错;粗大的Al3Fe针状相被破碎成长度小于1μm的细小粒状,弥散分布在铝基体晶界和晶粒内部,细化的Al3Fe粒子呈现孪晶结构。     

粗晶GH4720Li合金热变形行为与动态再结晶特点

为了模拟难变形镍基高温合金GH4720Li开坯锻造过程,采用Gleeble-3800热模拟试验机研究经均匀化处理的GH4720Li铸锭高温压缩变形时的力学流动行为,分析高温变形过程中微观组织演化规律。结果表明,GH4720Li合金在1100℃,0.1 s-1条件下应力水平达到250 MPa,且应力对热变形温度和应变速率敏感,动态再结晶是主要的软化机制。粗晶组织提高了合金动态再结晶临界变形温度和应变速率,如在变形量为60%,变形条件为1140℃,0.001 s-1和1180℃,0.001s-1才能发生完全动态再结晶。计算的粗晶GH4720Li合金热变形激活能Q=1171kJ/mol,较高的热变形激活能表明粗晶组织不利于热塑性变形和动态再结晶的发生。基于本研究,铸态GH4720Li合金开坯温度应高于1140℃,同时保证较低的应变速率,以确保动态再结晶的充分发生,实现枝晶组织破碎。     

冷轧变形对CrCoNi合金组织与性能的影响

针对磁悬浮熔炼的铸态CrCoNi合金,在室温条件下,进行变形量为50%的冷轧变形,研究了铸态及变形后合金的物相成分、显微组织、力学性能及耐腐蚀性能。结果发现,铸态CrCoNi合金在变形前后没有发生物相变化,依旧为FCC单相结构;铸态组织分布不均匀,经过轧制变形后,晶粒被破碎与拉长;随变形道次增加,强度提升,塑性下降。同时发现,相比于铸态,经过轧制变形后的CrCoNi合金耐腐蚀性得到改善,且均优于304不锈钢。     

铸态和热处理态Ti-6.55Al-3.41Mo-1.77Zr合金微观组织和力学性能

采用真空感应熔炼炉将成分为Ti-6.55Al-3.41Mo-1.77Zr（质量分数）的α＋β钛合金在石墨模具中浇铸成棒材。铸态棒材在700°C下热锻后,通过两种不同的热处理后,分别得到细小和粗大的层片状结构。结果表明：铸态组织的晶粒尺寸约为660μm,而锻造后样品具有细小的晶粒尺寸,约为50μm。在1050°C热处理后的α＋β钛合金具有细小的层片状结构,得到最佳的硬度、拉伸性能和耐磨性。在800°C热处理后的α＋β钛合金具有粗大的层片状结构,具有最大的抗压强度。具有细小层片状结构的热处理态α＋β钛合金的磨损率较小,而铸态α＋β钛合金由于具有粗大和不均匀的微观组织,因此磨损率较大。     

挤压工艺对Mg-Sr-Y中间合金组织及力学性能的影响

研究了挤压工艺参数(挤压温度、挤压比)对Mg-Sr-Y中间合金组织和性能的影响。结果表明:Mg-Sr-Y中间合金的铸态组织是由树枝晶状的基体相α-Mg、沿晶分布的网状共晶组织(Mg17Sr2+Mg25Y4)组成;热挤压后合金的晶粒明显细化,树枝晶和网状组织被打碎,晶粒大小和合金中析出相的分布更均匀。同时挤压后合金的硬度显著提高,力学性能明显改善,形变强化效果较为显著,其强化效果与挤压温度和挤压比有关。挤压温度越高,挤压比越大,则强化效果越显著。     

Hot forging design and microstructure evolution of a high Nb containing TiAl alloy

With respect to the wrought processing of γ-TiAl alloys, the hot forging processes for ingot-breakdown is one of the most important steps. To obtain a billet with fine and uniform microstructure and excellent mechanical performances, an understanding of the strictly controlled forging processes and microstructure evolution are necessary. The hot forging processes and microstructure evolution of a high Nb containing TiAl alloy with nominal composition of Ti–43Al–8Nb–0.2W–0.1Y (at.%) were investigated in this paper. Three forging routes, one-step canned forging (OCF), one-step non-canned forging (ONF) and multi-step non-canned forging (MNF), were designed to study their effect on microstructure evolution of as-forged materials. Results showed that OCF and ONF produced nonuniform microstructures due to inhomogeneous deformation, while the specifically designed MNF process yielded fine and uniform grains, indicating that it is an effective and economic approach for ingot break-down of the present alloy. Besides, it is also found that forging at (α + β) phase region can retain large amount of β/B2 phase due to the strain-induced segregation of Nb and W, which is beneficial to the workability, and thus enables the use of near-conventional forging operations for the present alloy. The proposed multi-step forging in the present work may yield important information for the development of hot-deformation techniques and new alloy design strategies of γ-TiAl alloys.     

Evolution of microstructure and mechanical properties of A356 aluminium alloy processed by hot spinning process

The evolution of microstructure and mechanical properties of A356 aluminum alloy subjected to hot spinning process has been investigated.The results indicated that the deformation process homogenized microstructure and improved mechanical properties of the A356 aluminum alloy.During the hot spinning process,eutectic Si particles and Fe-rich phases were fragmented,and porosities were eliminated.In addition,recrystallization of Al matrix and precipitation of AlSiTi phases occurred.The mechanical property testing results indicated that there was a significant increase of ductility and a decrease of average microhardness in deformed alloy over die-cast alloy.This is attributed to uniform distribution of finer spherical eutectic Si particles,the elimination of casting defects and to the recrystallized finer grain structure.     

连续铸造法制备大块非晶合金

研究了经真空电子束焊连接而成的Ti3Al/TC 11合金在经过近等温锻造及不同制度的热处理后,连接界面的高温拉伸性能.结果表明,Ti3Al/TC 11合金在500～600℃的高温拉伸性能差异较小,说明Ti3Al/TC 11合金在此温度范围的高温拉伸性能比较稳定,可安全服役,尤其是以变形40％近等温锻造+梯度热处理的合金高温拉伸性能较佳,这和变形程度与组织中晶粒的形态、大小及分布有关.虽然焊接过程中在焊缝区形成了一些金属间化合物,但由于随后经过了近等温锻造和热处理,可在一定程度上使其破碎、重新分布而得到均匀细小的组织,因此改善了焊接界面的组织,提高了焊接界面的高温拉伸性能.     

锻造工艺对Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr合金大规格棒材的组织与性能的影响

研究三种锻造工艺条件下 Ti?6.5Al?1Mo?1V?2Zr 合金大规格棒材的力学性能、微观组织和拉伸断口。结果表明：采用拔长方式在β区高温和低温分别进行开坯锻造和成品锻造,获得的棒材的组织为粗大的魏氏组织,力学性能特别是塑性差,室温拉伸断口为脆性断口;采用镦拔方式在β区高温进行开坯锻造,再采用拔长方式在α+β区进行成品锻造,获得棒材的组织为双态组织,具有最佳的综合力学性能,室温拉伸断口为塑性断口。要获得合格的 Ti?6.5Al?1Mo?1V?2Zr 棒材,关键是开在坯锻造阶段进行充分镦拔以破碎铸锭原始组织,并在成品锻造阶段控制锻造温度和变形量。